分拣技术（共12篇）
分拣技术 篇1
一、分拣作业在物流系统中的地位
分拣作业是依据客户的送货要求或配送中心的送货计划, 尽可能快速、准确地将货物从其储位或其他区域拣取出来, 并按一定的方式进行分类、打包、等待配送的作业环节。在配送中心搬运成本中, 分拣作业搬运成本约占90%, 而在劳动密集型配送中心, 与分拣作业直接相关的人力占50%。分拣作业时间约占整个配送中心作业时间的30%～40%。因此, 合理规划与管理分拣作业, 对配送中心作业效率具有决定性影响。
分拣作业主要包括拣选、分拣配货、组配三个部分:拣选即根据客户货物的订单要求 (目的地、规格、品名、包装类型等) , 将货物拣选出来的作业过程。分拣配货即对拣选出来的货物, 进行送货单元化作业, 将具有相同目的地、规格相似的货物放在同一理货区内, 便于配送。组配即将同一送货路线上不同客户的不同商品按送货车辆的容量和载重量进行组合配载, 以便提高运输工具的利用率, 降低运输成本和时间。
二、国内外快递行业分拣技术现状
快递企业分拣技术的先进性, 直接决定着该企业的服务质量与市场竞争力。运用先进的分拣技术, 不仅降低人工分拣成本, 还能提高分拣效率, 降低分拣差错率。据统计, 采用传统的人工分拣, 一个工人每天最多能分拣2000件, 并且劳动强度大、出错率较高;而采用自动化分拣技术, 每台机器每天分拣量能达到10000以上, 是人工的五倍以上, 差错率也控制在万分之五以内。
1.美国UPS快递分拣技术。
美国UPS快递是全球最大的快递公司, 也是世界上最大的快递承运商与包裹递送公司。在2008年, UPS全年处理包裹及文件量近40亿件, 每日达到1500万件。每日如此庞大数量的包裹及文件要收发到全球200多个国家和地域, 如果完全人工分拣作业, 需要多么庞大的分拣流水线啊!但是, UPS快递很早就注重现代科学技术的运用, 采用了许多的先进的分拣技术设备。
(1) VICAMssi2:
UPS快递在科隆/波恩机场部署200个带白色LED照明的VICAMssi2高性能线性扫描摄像头用于扫描包裹和信件, 从而实现高效分拣。建成后该机场的网点包裹分拣能力将从11万件/小时提高到19万件/小时。德国机器视觉专业公司VITRONIC与UPS长期合作, 为UPS快递研发了许多智能识别设备, 大大提高了UPS的分拣能力。
(2) Maxicode二维码:
上世纪80年代晚期, UPS快递公司就已经认识到了运用机器智能识别包裹的优势:提高效率, 提高服务品质, 降低差错率。他们舍弃了堆叠式的二维条码技术, 研发出了Maxicode二维码的前身UPS code。Maxicode二维码的优势就在于能应用于高速运动物体的扫描。主要用于包裹的搜寻和追踪。
2.邮政EMS速递分拣系统。
中国邮政速递物流有限公司成立于2010年, 作为我国快递市场的领军人物, 中国邮政速递在现代分拣技术设备的应用方面还比较落后, 经过最近几年的发展, 只有在沿海一带建立了屈指可数的几个大型先进的分拨处理中心, 如最新建成的南京处理中心已经承诺全国56个城市次日达, 如果未送达, 将退还全额运费。在中西部, 很多地区分拨中心还是以人力为主, 长长的流水线两旁, 站着许多的分拣人员。
3.以“四通一达”为主导的民营快递。
近年来, 我国以“四通一达”为主导的大型民营快递企业发展势头势不可挡。虽然这些民营快递企业出现了良性竞争, 他们不断降低快递费用, 提高服务质量, 缩短配送时间, 但是他们在先进分拣技术方面应用的很少。在2012年双十一期间, 我们看到各大快递企业均出现“爆仓”现象, 大批货物被积压上十天, 这很大原因即是分拣技术的落后。即使是“四通一达”也有很多配送中心还是完全使用人工分拣。落后的分拣技术、粗暴的人工分拣严重限制了他们的进一步发展。
三、国内快递业先进分拣技术实施的限制因素
快递业如今被大家公认是一个朝阳企业, 发展势头有井喷之势。随着我国社会的不断改革开放, 越来越多的国外知名快递企业也来瓜分我国这块“快递大饼”。在货物分拣技术方面, 是什么因素制约着我们国内快递企业发展的呢?
1.大型分拨中心建设缓慢。
一个现代化的大型分拨中心需要许多现代化的分拣设备, 这些设备价格昂贵, 维护费用较高。而我国许多快递企业规模较小, 都只注重眼前的短期利益。
2.包裹面单五花八门, 信息不易读取。
我们不难发现我国快递企业不论邮政EMS, 还是四通一达, 他们的面单很多还是客户手工书写, 应用的还是一维条码。这样的面单, 在自动分拣中差错率较高, 信息读取率较低, 大大降低了分拣效率。
3.地区代码混乱。
我国除了邮政应用的是六位数的邮政编码来区分地区, 其他快递企业均没有使用这一系统, 都是各自为政, 运用各自的地区区分形式。这致使公共性的大型现代化分拨中心不能建设。
4.包装规格不统一。
如今各大快递公司都面临货物包装差异太大这一问题, 这不仅使包裹在运输时, 不能达到整车运输, 还加大了分拣作业的难度。有的包裹包装成椭圆形, 有的包装成方形, 有的包装成球形。不论自动化分拣, 还是人工分拣都加大了工作量。
5.面单贴在包裹上位置不一致。
我们接到包裹, 经常看到有的商家将快递面单直接粘贴在包裹封口处, 有的贴在侧面, 有的将面单贴在包裹的三个面, 这样致使包裹面单在分拣机上不容易被识别。
6.企业家观念的滞后。
由于我国现在快递业市场较混乱, 还处于发展阶段, 大型快递企业没有做大, 小型快递企业众多, 形成恶性竞争。大家都进行价格战, 企业家都将目光放在了怎样扩大市场份额, 根本没考虑如何提高服务质量, 建设先进的分拣设备从长久考虑降低成本。
7.快递市场的混乱, 法律法规的滞后。
我国快递业发展期还较短, 各项法律法规还很滞后, 快递市场龙蛇混杂, 许多快递企业规模很小, 根本就没有经济实力建设先进设备。特别是在中西部地区, 快递市场还较狭窄, 主要集中在二三线城市, 所以快递货物流动量较小, 建立大型现代化分拨中心不经济。
四、国内快递企业实施先进分拣技术的建议
面对越来越多的国外知名快递企业进军国内市场, 我国各个快递企业如何从分拣技术方面赶上别的企业步伐, 提升竞争力呢?
1.相应部门加强对快递法律法规的健全完善, 整合快递企业迫在眉睫, 改变多而小的市场结构。特别是发挥邮政在其中的领导作用, 加大对“四通一达”民营快递企业的扶持力度。
2.针对快递企业建立大型现代化分拨中心, 政府从政策、税收、资金等方面大力扶持。现阶段争取在每个省份建立1～2个公共型的现代化分拨中心。
3.地区代码的统一, 可以规定各个快递企业在包裹面单条形码中统一使用6位数的邮政编码代表地区, 这样统一后, 可以使得各个快递企业的货物可以在同一个分拨中心分拨, 使得各个快递企业可以相互合作建立公共型的分拨中心, 使得快递企业在初期建设资金压力降低。
4.包裹面单的升级换代, 我们可以在现有包裹面单的基础上增加一个小型的射频标签, 射频标签由快递员在收件时, 所持一个手持终端生成, 贴在现有面单的右上方。在自动分拣系统中运用射频识别技术, 因其有非接触性识别、可识别高速运动物体、抗恶劣坏境, 同时识别多个对象等优点, 大大提高了分拣的效率和正确率。而现有包裹面单, 主要为了方便最终客户的取件。射频标签有可读写功能, 所以可以回收再利用, 快递员在客户签收后, 可将面单右上方射频标签回收, 这样大大降低了其成本。采用射频识别设备的成本与现有分拣技术分拣员工的工资、货物差错率、分拣时间相比较, 更加经济划算。
5.对快递员集中培训, 学习专业包装技术, 针对各种不同形状的物品, 包装时尽可能方便运输和分拣。尽量包装成方形或扁平状, 减少球状等。
6.面单粘贴时要注意, 将面单贴在货物包装的朝上一面, 尽量避免多面粘贴。
摘要：快递即一个物品经过多个站点, 经过多次的分拨、运输, 最终到达客户手中。如今运输速度已经很难有较大的提升空间, 因此货物在各个分拨中心停留时间的长短直接决定着快递企业的服务质量。先进的分拣技术, 不仅能够提高货物的分拨效率, 还能大大降低差错率, 使快递企业更快更准确的完成客户的需求。本文从邮政速递及几大民营快递公司入手, 浅析我国快递行业现有分拣技术落后的原因, 以及如何实现现代化的分拣技术, 提高快递行业的服务水平!
关键词：国内,快递行业,分拣技术
参考文献
[1]黄有方.物流信息系统[M].北京:高等教育出版社, 2009.
[2]肖筠.基于RFID的快递物流配送系统设计[J].物流科技, 2011.
分拣技术 篇2
配送中心整体规划过程中，拣选作业系统的规划是其中最重要的部分，因为配送中心的主要任务是要在有限的时间内将客户需要的货品组合送达，而客户少量多样的需求形态使得拣选作业的难独升高，如果作业时间限制不变，必定要在拣选作业系统规划上作更大努力。在配送作业的各环节中，分拣做也是非常重要的遗患，它是整个配送作业系统的核心。1送中心分拣系统概述 1.1作业概念及其重要性
分拣做也就是将用户所定的货物从保管处取出，按用户分类集中、处理、放置。
分拣作业十五六中新业务流程中一个重要的环节。一般而言，分拣作业所需人力战物流中心热力资源的50%以上，分拣作业所需时间占物流中心作业时间的40%以上；拣货作业的成本占物流中心总成本的15%--20%。从以上数字不难看出这样的结论：分拣作业是决定一个配送中心能否高效运转的关键。
分拣、配货及送货是配送中心的主要职能，而送货时在配送中心之外进行的，所也分拣配货就成为配送中心的核心工序。分拣作业的效率直接影响着配送中心的作业效率和经营效益，也是配送中心服务水平高低的重要因素。
如何在无拣选错误率的情况下降正确的货品、正确的数量在正确的时间内及时配送给顾客是拣选作业最终的目的及功能。
1.2件选作业过程
拣选作业包括五个环节：生成拣选资料、行走、建区、搬运和分类。
生成拣选资料。拣选作业开始前，指示拣选作业的单据或信息必须先行处理完成，将原始选票转换成拣选单或电子信号，以使拣选员或自动拣选设备进行更有效率的拣选作业。
进行拣选时，要拣选的货品必须出现在拣选员面前，无论采用何种方式，拣货作业人员或机械必须接触并拣取货物。因此形成了拣货过程中人员行走。缩短人员或设备行走及货物的运动距离成为提高分拣效率的关键。
拣取。主要有两种方式：“人到货”分拣法。这种传统的方法是分拣货架不动，通过人力拣取货物；“货到人”的分拣方法。这种作业方法是人不动，托盘带着货物来到份减员面前，再由不同的分拣人员拣选，拣出的货物集中在集货点的托盘上，搬运是分拣人员用流动的集货货架或容器将货物送到集货点的一种作业。
分类。由于拣取方式不同，拣取出来的货品可能还需要按订单类别进行分类和集中。拣选工作到此告一段落。1.3分建作业合理化
分拣作业合理化的原则是:存放时应考虑易于出库和拣选；提高保管效率，充分利用存储空间；减少拣选的错误；应力求平衡，避免忙闲不均现象；事务处理和作业环节要协调配合；分拣作业的安排要和
派送路线的顺序一致；缩短配送车辆的滞留时间。2 拣选作业分类及拣选信息 2.1 拣选作业分类
拣选方式可以从不同角度分类：按订单的组合，可以分为按单拣选和批量拣选；按人员组合，可以分为单独拣选方式和接力拣选方式；按运动方式，可分为人至货前拣选和货到人前拣选等；按拣选信息不同，又可分为拣选单拣选，标签拣选，电子表前拣选，RF拣选方式等。
在规划设计拣选作业之前，必须先对拣选作业的基本模式有所认识，拣选作业最简单的分拣方式就是按单拣选和批量拣选两种。
按单拣选的原理是拣货人员或拣选工具巡回于各个储存点，按订单所要求的物品完成货物的配货。
批量拣选作业的原理是由分货人员或分货工具从储存点集中取出各个用户共同需要的某种货物，然后巡回于各个用户的货位之间，按每个用户的需要量分放后，再集中去取共同需要的货物。如此反复进行，直至用户需要的所有货物都分放完毕。
两种方式有缺点比较如下表：
2.2 拣选信息
拣选信息是拣货作业的原动力，主要目的是在指示拣货的进行。而拣货资料来源于客户订单，为使拣选人员在既定的拣货方式下正确而迅速地完成拣货，拣货信息成为拣货作业重要的一环。
常见的拣选信息传送方式有传票拣选、拣选单拣选、电子标签辅助拣选、拣选标签、RF拣选、自动拣选等方式。3 拣选设备
拣选作业过程中用到的拣选设备相当多，有储存设备、搬运设备、分类设备、信息设备等。3.1 人至物的拣选设备
存储设备有托盘货架、轻型货架、橱柜、流动货架、高程货架等。搬运设备包括动力拣选台车、动力牵引车、叉车、拣选车、拣选式堆垛机、无动力输送机、计算机辅助拣选。3.2 物至人的拣选设备
这种拣选设备自动化水平较高，其存储设备本身具有动力，可称为动态储存设备。
储存设备包括单元自动仓储系统，小件自动仓储系统，水平旋转自动货架，垂直旋运自动货架，梭式小车式自动仓储系统。
搬运设备主要有堆垛机、动力输送带和无人搬运车。3.3 自动分拣机
自动分拣系统除了用于邮政局的邮包、信件和车站的货物分到指定位置外，以发展到食品工业、纤维造纸、化学化工、机械制造、商店市场、发行出版等各行业，广泛使用自动分拣机分拣从小到大的各式各样的物品。
自动分拣系统由一系列各种类型的输送机，各种附加设施和控制系统等组成，大致可以分为合流、分拣信号输入、分拣和分流、分运四个阶段。
分拣机按照其分拣机构的结构有各种各样的类型，常见的主要形式有下列几种：挡板型分拣机、付出型分拣机、滑块型分拣机。4 拣选策略的规划
在拣选作业系统规划中，最重要的环节就是拣选策略的应用。拣选策略是影响拣选作业的重要因素，对不同的订单需求应采取不同的拣选策略。决定拣选策略的四个主要因素是：分区、订单分割、订单分批和分类。至四个主要因素交互运用可产生多个拣选策略。4.1 分区的考虑
分区是将拣选作业场地做区域划分，按分区原则不同，有以下几
种分区方法：货品特性分区，拣选单位分区，拣选方式分区和工作分区。
拣选作业系统中的分区设计中还必须考虑到储存分区的部分，因此在设计拣选分区之前，必须先对储存分区进行了解、规划，才能使系统整体的配合更加完善。4.2订单分割策略
当订单上的订购的货品项目较多，或是拣选系统要及时快速处理时，为使其能在短时间内完成拣选处理，可将订单分成若干子订单，交由不同拣选区域同时进行拣选作业，将订单按拣选区域进行分解的过程就叫做订单分割。4.3 订单分批策略
订单分批是为了提高拣选作业效率而把多张订单集合成一批进行分拣作业，其目的是缩短分拣时平均行走搬运的距离和时间。
订单分批的原则又总黑亮分批、视窗分批、固定订单分量分批和智能型分批。4.4分类
当采用批量拣选作业方式时，拣选完成后还必须进行分类，一次需要相配合的分类策略。
最方便 凭人脸分拣照片 篇3
要解决这一问题并不困难，如果使用了“富通帮（Fotobounce）”这款软件，就能通过照片中人物的面孔，把每个人的照片识别出并自动分组。有它在手，想按照片里的人物分拣照片，不就轻而易举了吗？
指定图库
首先需要把所有照片导入图库集中管理。“富通帮（Fotobounce）”第一次运行时，会弹出“富通帮设置”对话框，提醒用户选择一个图库文件夹，也就是存放照片的文件夹进行统一管理。在对话框中点击“图库文件夹”文字下方的下拉箭头，在弹出的菜单中指定存放照片的文件后，依次点击“继续”、“完成”按钮完成照片导入，进入程序主界面。
导入图库的照片经过处理，其中的人物面孔将被自动识别后分组归纳在一起。在打开的界面可以看到，“富通帮”已经把图库中的照片自动按日期排列，但这一排列方式不是需要的。在主界面左上方点击“未识别的面孔”按钮，软件已经自动把识别出的面孔，按多个分组呈现在界面中部，这些分组被自动命名为“未知面孔”。而软件无法识别的照片，则统统放置在“其它面孔”分组中（如图1）。
标明人物
既然“富通帮”不知道照片里的人物姓名，那就让我们来告诉它。当然不必对所有照片操作，一般只要在一个“未知面孔”组别中，指明一个人的姓名就行了，其他的，让“富通帮”自己辨别并添加。
在“未知面孔”分组中选中任意面孔，所选面孔将出现在界面右侧的“选择”标签下，在该标签面孔缩略图下方的“人物”文本框中输入该人的姓名，之后在其它“未知面孔”分组中命名人物。全部完成后，点击界面中上方的“重新加载缩略图”按钮，那么每一“未知面孔”组中所有面孔缩略图都会出现红色边框，等待确认。点击上方的“确认所有建议”按钮，那么分组中的所有面孔便被设置为对应的姓名。假如有不同面孔存在，只需在该缩略图上单击叉形按钮删除“其它面孔”分组即可。另外，新加入图库的照片也将被自动识别（如图2）。
预览追加
在导出照片之前，先看看有没有遗漏哪些照片，毕竟合影里的人物很容易忽略。打开程序界面，点击左侧的“人物”按钮，将所创建的面孔缩略图及其姓名显示在界面中部。双击选定人物的缩略图（或先选中，再点击右侧“选择”标签的“查看照片”按钮），使照片在界面中部的“照片”标签中，以日期为分组显示出缩略图，再选其中任何一张照片，即会从界面中打开照片浏览器，随后从底部选择照片查看即可。
如果发现合影里漏掉了某人（没有显示姓名），那就不要犹豫，把相片追加到相应的分组即可。在照片浏览界面点击左下方加号状的“添加新面孔”按钮，然后把遗漏的人物面部拖出矩形框并选中，松开鼠标左键后，在出现的工具条中输入该人姓名，点击文本框下方的“创建”按钮，照片就会自动归类到对应人物的分组里（如图3）。
导出照片
确认无误后，就可导出照片送给好友了。在“照片”标签选中该好友的所有照片后右击鼠标，在弹出的菜单中选择“导出至文件夹”选项，在“选择相册”对话框中，勾选“无法调整大小”并点击“导出照片至”文字下方的箭头状按钮，指定存放路径，然后点击“导出”按钮，即可将该好友的所有照片导出到指定的文件夹。
分拣技术 篇4
关键词：自动,分拣技术,柑橘产品
柑橘领域是自动分拣技术应用中最重要及最广泛的领域之一。许多发达国家都利用物理学及计算机视觉等方法, 通过力学检验、射线检验及图像处理的方式, 可以将采集到农产品信息转化为计算机系统识别的信号和人所能识别的检测信号, 这样可以准确无误的对农产品进行分级、检测农产品质量情况等。柑橘次品的自动分拣技术是将计算机技术、无线通信技术、智能识别技术交叉结合, 通过计算机系统技术、计算机视觉技术及精准定位系统技术的支持, 在农业柑橘产品加工、农业柑橘产品质量分级、农业柑橘产品检测等方面进行全方位精准的监测、自动控制和分级成果的生成, 是目前一种较有效实现柑橘产业智能化的手段。
20 世纪70 年代初, 自动分拣技术被应用于检测和分拣腐烂农产品, 计算机视觉技术开始应用于分拣技术, 主要通过电荷祸合器件摄像头采集图像, 根据数学模型和诸多算法进行辅助, 在柑橘产品包装、质量评估和柑橘次品检测的等方面, 取得了丰硕的成果。
我国的农产品自动分拣技术起步于20 世纪90 年代。以橙分拣、分瓣设备系统的研制为代表, 中国科学院在农产品分拣技术应用的调查、国内外水果市场分拣情况分析调查、农产品质量检测调查及对自动分拣技术应用基础研究, 在引进日本、瑞士的农产品加工设备, 开始了柑橘自动分拣、柑橘加工相应配套设备系统的研制, 为柑橘产业的发展提供了全方位的技术支持。邓继忠提出了根据利用水果投影面上某一弦长来计算碰压伤面积的数学模型, 检测平均相对误差为6.6796%, 为柑橘检测及分拣技术提供了基础。
分拣技术在农业部门的应用始于20 世纪90 年代初, 当时由于农产品加工、质量、效率和外观的影响, 在国内外市场竞争处于劣势, 在农业部门要求下, 各科研开始着手研究农产品分拣技术。20 多年来, 自动分拣技术在农业领域应用越来越广泛, 在国内研发完成大量分拣系统及技术相关基础性试验工作, 在柑橘产业方面取得巨大的进展, 主要表现在。
1 柑橘分拣技术自动化
最初, 我国研制的柑橘自动分拣设备基本都只能实现半自动化功能, 一部分的工序还得人为操作, 导致费时费工, 人工操作且易影响柑橘质量。应用自动分拣设备后, 大大提高柑橘生产效率。并且可以对柑橘次品进行自动检测分析及分拣和对柑橘包装进行整齐商品化, 从而提高了柑橘在国内外市场的竞争优势。具体实现自动化分拣表现在:根据柑橘的基本形体特征, 结合气动系统, 设计出适合吸盘式机械手。如图1 所示:
利用计算机系统, 结合闭环系统PID算法, 实现机械精准定位;结合运动系统的特征研究出稳定运动的电机S型加减速。 如图2 所示:
2 柑橘次品检测系统应用
最初, 柑橘次品的检测只能依靠人的视觉去判别, 导致个人主观因素而对柑橘分拣质量的影响, 柑橘次品自动化检测是实现柑橘自动分拣技术的有效途径。现代由于智能科技的发展, 计算机视觉成为检测方面较为有效的途径且其用途广泛。其运用数字图像处理与识别技术为基础, 通过应用阈值分割中的大津法、数学形态算子方法等诸多算法和图像处理及其识别的特点要求, 选择相应的数学算法、数学模型、处理方法和识别策略。
例如:P.K.Omre利用计算机视觉设计和开发了多类水果的智能分级系统, 分级正确率达到96%;Y Tao利用计算机视觉有效地鉴别苹果等水果的表面颜色, 对水果次品进行精确检测及分拣;G.E.Rehkugler利用计算机视觉技术依据缺陷的分级标准对水果进行分类。
实现柑橘自动分拣离不开柑橘次品的检测, 也说明了国内外学者在自动分拣技术的研究取得巨大的进步, 为柑橘自动分拣技术提供了技术支持, 为实现柑橘分拣生产线自动化等方面奠定了基础。
参考文献
[1]彭良刚.基于计算机视觉的水果质量检[J].贵州民族大学, 2014 (3) .
货物分拣台设计方案 篇5
一：模型概述
本实验方案以自动化货物分拣装置为被控对象，实现货物分拣装置的各种功能。该试验台将各种被控对象设计安装在一个实验平台上，主要由辊道输送带，货物仓库，交流伺服电机，检测铁，铝的传感器以及条形码读入器组成。PLC等控制部分单独安装在一个实验柜中，模块化的设计方便实验台与控制台的安装与设计，上位机使用组态软件设计实验台监控部分，可实时检测实验台运行情况，并且可对实验台等电器设备发出相应动作指令。
二：实验台及控制台设计方案
实验台部分：
1.在货仓传感器检测到有货物时，将货物送入辊道。
2.若分类传感器检测某一种货物时，将该货物推入相应货道。
3.货道中安装传感器，检测货物是否被推入合适的位置，便于上位机监测货物入库状态。
控制台部分：
1.将传感器，推货装置，变频器与PLC相连，控制实验台工作。
2.控制台部分装有手动选项，可在紧急情况下手工操作分拣装置。
3.上位机实时监控货物入库情况及实验台运行情况，在上位机也可对实验台发出动作命令。
三：设备清单
社区智能电池分拣机器人 篇6
一、研制的思路及过程
研究伊始，几位同学对电池在居民家中的使用情况进行了统计调查，以了解社区居民家庭中电池使用的种类、数量、对废旧电池的处理方式等情况。进而查阅相关资料了解市场动态，规避既往研发成果并查补技术空缺，实现创新。
幾位同学通过调研总结发现：现在市场上的电池电量检测仪器大多只能判断电池是否有电，而对其含电量多少则无法衡量。
经过思考，他们计划研发设计一台可以显示电池剩余容量数值并按容量多少可以自动分档次分拣归类的小型机器人。
整个智能电池回收分拣机器人由以下几个基本部分组成：采用51单片机作为核心控制器；一个带有A/D功能的I/O口做容量检测口；两个I/O驱动74HC164芯片控制数码管显示容量；两个触碰传感器检测被测电池位置；一个减速电机控制被检测电池位置；三个红外线传感器检测存储电池装置的位置；一个电机控制存储电池装置的位置。
检测时机器人首先对电池的电压、电流、时间进行记录，然后检测电池的耗电功率，采用减速直流电机、红外线传感器及数码管结合的方式，通过51单片机来检测电池功率和控制电机位置，使之能够检测出电池的容量，并通过三位数码显示出电池的具体容量值并把检测完毕的电池自动分拣放到不同的地方。
在具体的应用中，把被测电池放入装置中，按下检测按钮，由单片机控制器将电池位置控制电机把被测电池推至容量检测位置；当电池到达容量检测位置时，相应的位置传感器会给单片机一个信号，此时单片机会停止电池位置控制电机，并且启动容量检测程序，检测被测电池容量，同时把电池容量显示于三位数码管上；单片机判别电池容量的大小和电池种类后驱动转盘电机，将对应存储器旋转到被测电池下方，进而将电池位置控制电机复位，被测电池放入对应存储器中。
二、科学性、创新性、实用性
分拣技术 篇7
关键词：PLC,编程口通信,VB6.0,组网
1. 引言
PLC是专为工业控制而设计的专用计算机,其体积小,具有高可靠性和很强的抗干扰能力,配置灵活和完善的功能,因此在工业控制系统中得到了广泛的使用。随着工业自动化程度的提高,对PLC的应用提出了更高的要求:更快的处理速度,更高的可靠性,控制与管理功能一体化。控制与管理一体化也就是将计算机信息处理技术、网络通信技术应用于PLC,使用下位分散控制,用计算机提供图形显示界面,同时对下位机进行监控,所以通常采用计算机PC与PLC组成一个完整的监控系统。由于三菱的扩展通信口用作为主从站及与变频器之间的通信,故PLC与上位机的通信就选用了SC-09编程口,该编程口的通信协议是固定的,本文将FX系列PLC与PC的通信问题进行分析。
上位机的程序编写选用了VB6.0,它是可视化的、面向对象、采用事件驱动方式的高级程序设计语言。它提供了一个预定义对象—MSComm通讯控件,可通过设置该控件的属性等参数设置,编写程序,向下位机发送信息,同时可以收集下位机对PC的响应数据,可以很方便地完成用户应用程序之间的串行通讯,对于通过编程口与串行口进行数据通讯的PLC与上位计算机组成的监控系统,可不必增加通信扩展模块,又可以使得系统设计快速便捷可靠。
2. 自动分拣线监控系统的结构组成
自动分拣线监控系统用于对工业生产的成品进行分拣,该系统可分为三层:
(1)管理级计算机层:即PC,对自动线进行监视与操作,可直观地对各类产品的具体情况进行查询。
(2)控制级计算机层:即PLC,对产品的颜色、材质、高度形状进行识别和分析,并对产品的状况进行分析汇总,向管理级计算机上传产品数据。
(3)执行级现场设备层:如传感器,机械手,变频器,电机等。机械手由气动压力驱动。
整个系统的框架图如图1所示:
在图1中,自动分拣线监控系统由两个三菱FX2N系列PLC组成,一个作为主站,另一个则作为从站,主从站之间是通过RS485-BD模块实现串行通信实现互联分布式控制方式的。从站主要负责成品的入站,将成品放入到输送带上前行,经过各类传感器的检测识别,并在皮带末端对其进行高度检测,之后通过并行链接将成品的信息告知主站,主站则控制机械手对各种成品进行归类,处理,并且将产品的数据信息上传给监控室中的PC机。PLC通过输出口控制气动阀岛,使得机械结构按控制工艺执行动作。
3. 三菱FX系列PLC编程口与PC通信的接线
在图1中,PC与PLC都是采用一致的异步通信接口总线标准,由于PC机上的是RS232接口,而PLC编程口是RS422接口,故两者无法直接连接。而是需要FX-232AW进行RS232C/RS422的变换,三菱FXPLC连接下载线MEDOC-SC 09满足此要求。需要注意的是,不要在两头都带电的情况下插拔编程电缆,以免烧坏通信端口。图2是MEDOC-SC 09通信线的内部结构图。
4. 三菱FX系列PLC编程口的通信协议
三菱FX系列PLC编程口通信协议是固定的,且无法改变的,其协议为:数据传输速率为9600bps,偶校验方式,7位数据位,1位停止位。通信字符为十六进制的数码O~F,采用ASCII码形式传输[3]。
计算机要与PLC建立通信时,要向PLC发送一串命令字,PLC根据接收到的这串指令就可判断出下步要做的工作。FX系列PLC有4种命令码,即读命令0(30H)、写命令1(31H)、强制通7(37H)、强制断8(38H)。
FX系列采用面向字符的传输规程,有5个通信控制字符,其中ENQ(05H)用于向计算机发出请求,ACK(06H)是PLC对ENQ的确定回答,NAK(15H)是PLC对ENQ的否定回答,STX(02H)是信息帧开始标志,ETX(03H)是信息帧结束标志。
编程口的通信格式如下:
(1)当PC以字节为单位批量读取PLC的数据时,通信数据的形式如图3所示。
(2)当PC以字节为单位向PLC批量写入数据时,通信数据的形式如图4所示。
上述通信格式中,各类元件的寻址方式是不一样的,须参照表1地址算法表[1]。
(3)当PC强制PLC的位元件置位和复位时,通信数据的形式如图5所示。
图5通信格式中,各类元件的寻址方式是不一样的,须参照表2地址算法格式。
在实际的通信强制元件置位、复位过程中,还需将表2中的地址的高低字节进行互换,如Y20的地址为1005H,M50的地址为320E。
5. 利用VB编写上位机监控程序
VB有着丰富的控件,使用MSComm通讯控件,设定好通信协议后,便可以很方便与PLC进行通信,如果要对PC的数据进行监控,则常常用PLC的Timer控件,通过时间的切换,对每个需要监控区域进行扫描。
(1)MSComm控件的参数设定
MSComm控件主要设置CommPort,Settings和PortOpen这三个属性,必须设置与Fx系列的标准通讯一致的参数“9600,E,7,1”。
CommPort属性:设置或返回通讯端口号。
Settings属性:以字符串的形式设置或返回串行通讯协议。该属性值由4个设置值组成,有如下的形式:“BBBB,P,D,S”,BBBB为波特率,P为奇偶校验,D为数据位数,S为停止位数。
PortOpen属性:设置并返回通讯端口的状态。
故可在VB程序加载时运行以下VB代码:
MSComm1.CommPort=1
MSComm1.Settings="9600,E,7,1"
MSComm1.PortOpen=True
(2)Timer控件的使用
事实上为了能够让数据以更快速地进行轮询读写、上位机程序更简单,建议在PLC的T形图中对需要进行操作的软元件统一管理、相邻放置。这样上位机就可以对这些数据进行一次性读写了。
(3)PLC批量读的VB程序
上位机对PLC进行批量读须遵循PLC编程口批量读的通信格式,可简写为以下代码:
Monitor.MSComm1.Output=Chr(2)+RdOutput+ChkSum(RdOutput)’
(4)批量写的VB程序
上位机对PLC进行批量写须遵循PLC编程口批量写的通信格式,可简写为以下代码:
Monitor.MSComm1.Output=Chr(2)+Wr Output+ChkSum(WrOutput)
(5)强制置位复位的VB程序
上位机对PLC进行强制置位复位须遵循PLC编程口通信格式,可简写为以下代码:
Operate.MSComm1.Output=Chr(2)+Op Output+ChkSum(OpOutput)’
最终完成后的界面如图6所示:
6. 结束语
采用FX系列PLC编程口实现数据监控成本低,通信过程不易受到干扰,且通过将PC强大的运算能力和PLC的抗干扰能力强、可靠性高、编程简单等优点结合起来,使得系统的操作更简易化、智能化。
参考文献
[1]马宁.基于PLC编程口的通信及实现方法[J].中国科技博览,2009,4;250-251.
[2]李长林.Visual Basic串口通信技术与典型实例[M].北京:清华大学出版社,2006.
[3]漆海霞.基于FX编程口的PC与PLC的通信[J].工业计算机,2009,22(2):23-24.
[4].FX系列PLC的链接通信及VB图形监控[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.
分拣技术 篇8
记者:目前德马公司的传送设备大体上分为几种类型?除了传送设备贵公司还提供其他的产品吗?
马贤祥:德马目前能提供输送设备种类较多, 根据功能或结构能分出许多种输送设备。大致可分为13种类型, 涉及快件、机场、配送中心等相关行业。这13个系列设备能为系统集成商根据自身的设计风格和客户需求来提供满足用户需求和提供适宜的物料搬运解决方案, 当然用户也可以根据上述介绍和厂商咨询来解决简单的物料搬运解决方案。
德马公司现已发展成集合多类产品的物流设备集团, 除输送机产品外, 还能提供物流设备标准零部件、仓储货架设备、工厂器具及物流容器等产品, 其中包括零部件事业部 (德马铃木工业设备有限公司) 是德马集团属下的事业部, 作为全国最大的物流设备标准零部件供应商, 铃木公司厂房近1万平方米, 有全套产品制造的设备, 年生产能力150万支滚筒;货架事业部: (德马仓储工业设备有限公司) 是浙江省最大仓储设备制造供应商, 事业部拥有先进的数控加工设备, 型材辊轧线、全自动喷涂生产线, 目前产品种类主要有横梁式、搁板式、阁楼式、角钢式、驶入式、重力式及水平移动式等货贺, 具备年生产15万个货位的货架能力。其中SYC H水平移动式货架系统适用于冷藏、档案等小物品的库房空间高度利用, XZJ重力系统式货架具有动态存储功能, 适用于对物品的先进先出的密集存放的仓储管理。该两项产品研发成功, 填补了国内空白;上海力固工业设备制造有限公司暨为德马集团工位器具事业部, 成立于2004年7月, 公司主要经营:工具柜、工作桌、钢制推车/台车、物料整理、CNC刀具储运、线棒工位器具类及各式专用非标工位器具八大类50余种产品。上海力固的宗旨是以车间装备等工位器具产品为基础, 依托人机工程、单元化技术、物流规划等理论, 建设和改善制造业作业环境, 是目前国内最专业、规模最大的工位器具生产及服务厂商之一。事业部还继承多年生产和应用塑料容器的经验、成熟的产品设计和模具生产经验, 使目前已拥有了10大系列近200个型号的容器产品, 涵盖了各种形式的箱、零件盒、物流周转箱和塑料托盘等不同种类和标准的塑料容器, 产品广泛应用于仓储、配送车间等物流领域。
记者:德马近几年来发展迅速, 您认为主要得益于哪些方面的努力或者说德马的优势是什么?
马贤祥:我们的产品从建公司的那天起, 就立志打入到国际市场, 德马机械公司经过五年的努力, 现在将产品出口到国外。中国德马是国内唯一用自己的品牌把产品打入国际市场的物流设备制造商, 这个目标我们也已经实现了。目前, 我们在东京成立了境外的公司, 这个公司从一开始就打德马物流的商标, 就是明确告诉日本的客户这是中国德马制造的产品。此外另一个原因就是我们虽为民营企业但没有国营企业那么多的弊病, 而且公司作为股份制企业, 做任何事情都有章可循, 发展就比较顺利。我们一直认为员工才是企业的主人。在我们企业中工人应该干什么, 管理人员应该干什么, 包括经营者和股东和投资者之间的关系都比较清晰, 这样有助于企业能够早日成功。
记者:请您给我们介绍一个公司最经典的案例?
马贤祥:德马公司托盘输送机产品典型应用案例主要有宁波卷烟厂、上海医药配送中心及蒙牛六期等项目, 其中宁波卷烟厂项目用于原料库、辅料库的出入库输送系统, 输送线用量总长约780米, 其中链条机173台, 辊道机59台, 辊道移载机81台, 辊道旋转台1台, 升降辊道机26台, 拆码盘机4台, 提升机3台。其中上海医药配送中心德马提供的托盘输送机系统共有4个功能区域:叉车出入库上架输送线、A类仓库出入库输送线、一般类仓库出入库输送线和拣选输送线。本项目的托盘输送机系统所含设备为链条输送机61台、辊子输送机6台、辊子移载机10台和码盘机2台。
蒙牛六期项目用于成品库、内包材库的出入库输送系统。输送线总长约1350米, 其中链条机206台, 辊道机214台, 辊道移载机73台, 旋转辊道机32台, 升降辊道机26台, 拆码盘机17台, 自动整形机2台。
箱式输送机应用案例较典型有国药上海物流配送中心、许昌卷烟厂及浙江新华书店等。其中国药上海物流配送中心的医药配送系统将三个层面、10个区域的物料周转箱实现自动搬运, 输送线用量总长约1400米, 其中各类辊子输送机76台、积放输送机84台、各类皮带输送线48台、弯道输送线26台、一载机27台、升运机3台。
记者:请您介绍一下目前国内及国际上先进的分拣技术?国内分拣技术未来的发展趋势?
马贤祥:推块式分拣设备的技术研发在我国起步较晚, 目前国内仅有几家厂商先后投入研发, 分别是贵阳普天、上海邮通、湖州德马及国家邮政局上海研究所, 除邮政行业外, 其他行业的应用案例不多, 如许昌烟厂、北京宅急送、山大俱进、湖南全州药业、浦东机场等, 其应用总量约5台套, 德马占二台套, 这些设备因各种因素制约, 在技术成熟和可靠性方面尚待进一步完善, 故未能推广应用。因此, 至今为止我国各行业配送中心应用的此类设备大都由国外厂商提供, 目前已经进入中国市场有一定知名度的国外企业主要有:荷兰的Vanderlande、法国Sandvik (原意大利) ;日本的O kura、H O KU SH O、D A IFU KU;西门子D em atic等。
德马涉及分拣技术产品研发始于2002年与科研院所合作开发推块分拣机开始, 五年来, 在研发人员努力下, 目前研发了有自主知识产权的中型推块式、轻型推块式、直线型交叉带式和多入口垂直式等四种类型分拣系统, 其中多入口垂直型式和中型推块式其技术含量为国内领先, 直线型交叉带式和轻型推块式分拣机为国内首创。目前, 我们已有两个新品项目参与广东和山东项目的工艺及土建前期, 并因产品技术的独特性, 其应用前景乐观。
物流市场的发展将逐步趋于成熟, 市场需求已经开始由“量”的需求向“质”的提高转变。这也向供应商提出了更高的要求。技术的创新与提高将更加重要。
输送分拣设备:借势发展共同成长 篇9
一、市场引领需求
根据中国物流与采购联合会发布的统计报告,受内需扩大的带动,快速消费品、食品、医药、家电、电子等与居民消费相关的物流市场保持较高增长。因此,无论是烟草、医药、流通等传统的输送分拣应用领域,还是电子商务、快递等新兴领域,都对于输送分拣设备释放出一定的需求,为相关供应商带来了很大的市场机会。据统计,截至2013年底,中国电子商务市场交易规模达10.2万亿元,同比增长29.9%。在电商带动下,快递业发展也是一路高歌猛进。2013年,快递业务量各月累计增速均保持在60%以上,全国规模以上快递服务企业业务量累计完成91.9亿件,同比增长61.6%。
电子商务领域继续高速发展,带动了快递包裹配送的市场需求,也带来了物流自动化、机械化和信息化的快速发展。对于广大输送分拣设备供应商而言,电商企业已成为其主要客户,因此在产品研发和服务方面对其更加重视。以德马集团为例,中国主要的几大电商均为德马的客户,根据不同客户的不同需求,德马量身规划了不同的输送分拣系统。为此,德马在进行产品研发方面,针对电商行业的作业及物件特征,专门研发出标准机型,受到电商企业青睐。同时,在2013年,德马与国内快递行业领先企业顺丰速运经多次接洽,初步建立了战略合作关系,双方已就快件城市配送最后一公里解决方案进行了具体合作。
总的来看,为了适应业务的快速增长,特别是为了应对“双11”等促销高峰期的物流考验,电商及快递企业都倾向于选用运行速度更快、处理能力更强的输送分拣系统,这也使得输送分拣设备供应商在进行产品研发时更有针对性。
二、需求带动创新
2013年,国内输送分拣设备行业稳步发展,各企业在产品研发方面也都有所突破。特别是在去年10月的亚洲国际物流技术与运输系统展览会上,德马、英特诺、锋馥、德马泰克、昆船等国内外的系统集成商和专业设备制造厂商纷纷展出了各自的输送分拣产品,其中不乏亮点。例如:德马公司推出了最新的AENW和VEF-Z两种垂直输送系统。其中,AENW为往复式高速垂直输送系统,能够实现在多楼层之间的任意输送。该系统最大输送载重为2吨,最大垂直输送速度达90m/min,最高扬程为40m。此外,AENW可搭载VEAS电力节能辅助系统,其消耗的电量和CO2排放可减少25%。VEF-Z为连续式垂直输送系统,能够实现两个输送层面之间高效、快速的货物垂直输送,最大处理载重为100kg,最大垂直输送速度达30m/min,效率高达1800件/小时,最高扬程为20m。AENW和VEF-Z分别适用于各种形状的托盘、台车和箱包类物件搬运,已广泛用于物流中心、快递及电商的仓储中心和生产现场。
昆船公司推出的高速分拣系统,采用高速带式侧向输入合流、滑靴式分拣,精确控制物料节拍,可实现8000件/小时以上的分拣能力。德马泰克展示了滑靴分拣机和交叉带分拣设备,其中Flexsort SL2新一代滑靴式分拣机融入了许多旨在提升作业效率、易于维护、降低运行成本的创新设计,主要的技术亮点在于其模块化设计。例如,FlexSort SL2提供了两种可选驱动以及两种转向方式。
国内输送分拣行业每年都会涌现出新的产品,本土企业在研发、生产等方面的能力也有了较大提升。当然,与国际先进企业相比,国内企业仍存在差距,例如研发设计理念和创新意识、行业积累的经验以及资金实力等。总体上,本土输送分拣设备企业虽起步较晚,但进步明显。
从长远来看,领先的输送分拣设备企业未来将不再只提供设备,还要为客户提供解决方案。每一个设备都有自己的功能,不同功能的设备集成形成一定的配套方案。通过对客户企业配送中心进行分析,不仅提供单一设备,而且还要根据客户需求用最简洁的功能模块组合来满足其需求。同时,企业未来对于新产品与新技术研发,以及产品的可靠性、运行效率等都会更加重视,并会强化对产品的售后维护,提升客户服务水平。有些企业正在考虑在客户安装使用了输送分拣设备和系统之后,如何进行远程监控,以及时发现和解决设备运行中存在的问题,降低因设备故障影响客户企业运行的风险。
三、行业规范成长
标准化问题一直是影响输送分拣装备领域向前发展的重要一环。2013年标准化工作继续向前推进,两项新制修订的行业标准即将出台。其中包括新制定的关于轻型带式输送机行业标准,以及在原有基础之上修订的辊子输送机行业标准,使之更适用于仓库内部的物流运作。此外,一项关于垂直提升机的标准和两项关于分拣机的标准也将在未来一年中制定。
推进标准化建设,也是规范整个行业健康发展的需要。目前的国内输送分拣设备领域,供应商之间仍存在无序竞争、打价格战的现象。而随着客户企业对产品质量愈加重视,那些符合用户的真正需求、规范化、标准化的产品将会更受青睐。
采用机械化和自动化的快速分拣技术,可以取代大量的人工分拣,同时还可以提高分拣的准确率,降低劳动成本。未来一年随着劳动力成本继续攀升,以及电子商务的持续火热发展,输送分拣行业将会继续快速向前。同时,在产品研发和生产方面,未来将会朝着绿色、节能、环保方向发展,各供应商无论从制作材料还是生产方式上都必须予以考虑。
“分拣返校”四步工作法 篇10
(1) 分。对拆回的智能电能表、采集终端等计量资产, 按生产厂家、设备类型、使用类别进行分类归置。对生产日期较早、达到轮换周期的计量资产直接入废表库, 做报废处理;对于生产日期较晚、距离轮换周期还有一段时间的计量资产单独存放, 待下一步挑选处理。
(2) 拣。对通过“分”出来的可重复利用的电能表、采集终端等, 再次对其外观、功能键、屏显等重要部件进行检查, 挑拣出外观无破损、功能键完善、屏显正常的电能表、采集终端等进行下一步二次处理, 其余有破损的电能表、采集终端做待报废处理。
(3) 返。对“分拣”出来电能表、采集终端等根据生产厂家、设备类型再次分类, 然后联系生产厂家集中进行返厂维修, 进一步确认“分拣”出来的电能表能否达到使用标准, 这样就可以不必购买新的电能表, 只需要更换部分元件, 就能达到重复利用的目的。尤其对于居民集抄常用的集中器、采集器来说, 往往故障都是因雷击造成的485通信模块损坏, 联系厂家购买部分通信模块后, 计量资产人员可以自行更换。
(4) 校。对返厂维修完毕的电能表要在标准校验台上逐只进行校验, 确保每一只返修后的电能表计量准确无误。同时通过校表台清零软件对电能表示数进行统一清零, 以符合重新安装要求。
分拣技术 篇11
[关键词]CDIO工程教育模式；机械电子工程；物料分拣；项目教学
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）05-0154-03
机械电子工程作为机械工程的二级学科，是典型的工程类专业，其内容涉及机械、电子和计算机工程等多个学科，且在学科的交叉、融合及创新中不断发展[1，2]，而相对应的人才培养尚未形成一个完整系统的体系，还处于一个逐步完善阶段，其培养模式也一直处于探索阶段。由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学共同研究创立的CDIO（构思-设计-实现-运作）工程教育模式[3-5]，以产品研发全生命周期为载体，建立一体化的相互支撑和有机联系的课程体系，通过课程群知识点的应用系统提高学生的工程能力。燕山大学作为国内最早一批开展CDIO教学改革的高校之一，其不同专业根据自身特点对课程进行了项目教学改革。机电专业因其涉及内容广、学科交叉特点，在项目教学实践过程中，需要设置能够贴近实际且内容涵盖学科多门主干课程的项目进行综合训练，以培养知识面广、综合能力强的创新型机电人才。
一、CDIO工程教育模式
CDIO模式能够得到广泛认可，不仅因为其强化实践教学的教学理念，更重要的是它系统地提出了面向市场需求的“CDIO教学大纲”以及详尽、可操作的“CDIO标准”，一方面细化了优秀工程师所需具备的知识、能力和素质，另一方面指明了教学过程中的实施方法。CDIO模式解决了工科专业教学“培养什么人”以及“如何培养人”两个根本性的教育问题，体现了教育的系统性、科学性和先进性的统一，代表了当代工程教育的发展趋势。
CDIO模式是在近似于实际工程场景的实践训练过程当中，从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面对工科专业学生进行综合培养，使其成为工程基础理论和专业知识扎实、能领导创新开发与运行并且具有社会与历史责任感的新一代高水平工程师。采用CDIO工程教学模式，一个重要的环节就是项目的规划与设置，由于实际工程问题通常包含多学科知识且具有一定的综合特性，而本科教学是以不同专业开展教学工作的，这就要求所设置的项目需要综合考虑不同专业的特色及培养目标，使经过项目实践的毕业生在掌握专业课理论知识的同时能够满足该专业工程师的工作需求。
二、机电专业特点及培养目标
机械电子工程经过多年的发展，形成了从系统的观点出发，综合运用多学科技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。[6]随着外观更加人性化、功能更加强大、体积和重量更加轻巧、可靠性更高的机电产品进入人们生活的各个领域，其所涉及的知识持续增加，新理论、新技术得到广泛应用，充分体现出机电专业内容快速更新、技术深入融合且系统性、综合性不断加强的特点。
作为高等教育的一个学科，机电专业主要培养具备德、智、体全面发展，掌握机械电子基本知识和技能，能从事机电一体化领域内的设计制造、科技开发、应用研究和运行管理等方面工作的并具有较强的创新精神和实践能力的高级工程技术人才。从知识结构上学生需要掌握如下六方面内容：1.作为机电产品支撑基础的机械技术；2.包含信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术的计算机信息处理技术，以整体的概念组织应用各种相关技术；3.从全局角度和系统目标出发，开展各项工作的系统技术；4.在控制理论指导下，对系统进行设计、仿真、现场调试的自动控制技术；5.能快速、精确地获取信息的传感器技术；6.能够实现电动、气动、液压等各种类型的传动系统高效、准确完成机械动作的伺服驱动技术。学生对上述六方面内容的学习，不仅是对单独某一门技术的熟练掌握，更是对多门技术的综合应用。
随着我国进入创新性社会，各种机电一体化产品不断涌现的同时需要大量的机电专业人才，社会要求高校机电专业培养对专业有全面和系统的认识，且具有通才素质，对项目和问题有决策和协调能力的创新型复合人才。
三、物料自动分拣系统项目选定
针对机电专业学科交叉且综合性较强的特点，在CDIO实训项目的选择上，要求所选项目既要面向工程实际，又要涵盖机电专业某一阶段教学目标涉及的多个知识点，且能够体现从构思到运行的产品生命周期的全过程，使学生通过项目的实施，具备解决实际工程问题的能力。由于当前项目教学还处于学校教学经费资助下的近似工程环境的实践，这要求所选项目还需具有较好的可扩展性及经济性特点。
物料自动分拣系统[7，8]主要完成物品的自动分拣，在工业自动化生产线、物流仓储等领域得到广泛应用，是一种典型的机电产品。该产品在功能上需要完成物料的准确识别及快速拣出，通常包含传感与测试技术、电气及控制技术、气压与液压传动、机电一体化等多门机电专业课程知识，可能涉及的具体知识点包括：
传感与测试技术：1.电容式、电感式、霍尔式、光电式、色标传感器等典型传感器在物料识别中的应用。2.NPN、PNP类传感器的接线特点及使用。3.开关量、模拟量传感器的原理及应用。4.光电式、霍尔式传感器测速原理及应用。5.编码器测速原理及应用。6.物料位置测量。
电气及控制技术：1.电气系统原理图与接线图设计。2.典型低压电器选用。3.模拟量电机调速及位置控制实现。4.电气硬件接线及故障处理。5.PLC编程软件的使用以及仿真调试。6.PLC控制软件的编制及调试。
机电一体化技术：1.机电产品系统组成及开发。2.物料传送、分拣机械系统设计。3.驱动方式设计。4.气动系统设计及元件选型。5.机电产品伺服传动。6.系统可靠性分析。
物料自动分拣系统作为自动生产线的一部分，功能上相对独立，可以作为一个小型项目来开展；另外，由于物料分拣系统通常还会有配套的上料或物料包装系统，可以综合开展大型项目实训，具有较好的可扩展性。
物料自动分拣系统中，机械部分的体积对系统复杂程度及所涉及的知识点影响较小，其小型化后对解决实际工程问题依然具有指导意义，可大大节约开发成本。综合考虑经费、知识点难易程度、项目的可扩展性等实际教学情况，因而确定物料自动分拣系统作为典型产品开展项目式教学实践。
四、项目实施过程设计
CDIO工程教育模式中，项目的开展包含了企业在真实社会环境中的完整的产品研发流程，具有较强的系统性和科学性。综合考虑现有实验条件及项目难度，在整个项目实施过程中将班级学生小组化，每组由4-6名学生组成。分组后的学生通过分工合作，按照项目构思、项目设计、项目实现以及项目运作等4个阶段开展工作。
1.项目构思
项目构思主要使学生明确设计任务，通过查询资料对所设计产品进行初步规划，属于概念设计阶段。物料自动分拣系统包括物料输送、物料检测、物料分拣、自动控制等部分，由于该项目并非实际的企业项目，且考虑到项目的可实现性及知识点的覆盖，应对设计任务进一步细化。要求系统能够识别直径为30mm、高度分别为28mm和30mm、颜色为红色和黑色的铁质、磁质和尼龙圆柱物料，并通过实验室已有西门子S300系列PLC控制气缸将输送带上的物料分别推至不同的料仓中，机械部分尺寸小于600mm×800mm且材质尽量采用铝合金型材及不锈钢板，输送带速度连续可调，不同小组分别采用光电码盘结合U型光电开关、强力小磁铁结合霍尔开关以及光电编码器的方法对电机进行测速。考虑到学生的实际水平，为了提高工作效率，该阶段教师需通过视频、图片等对相近产品进行较为直观的展示，帮助学生尽快明确目标。
2.项目设计
项目设计阶段学生基于设计任务，综合考虑系统功能和现有PLC的接口匹配、用电安全、外购件采购周期以及成本等因素对机械、电气系统进行设计，明确所需传感器种类及数量，最终绘制机械工程图以及电气原理图、接线图，并制订采购清单。设置时间节点对加工、采购件进行审核，多组学生进行统一采购以保证项目进度。在该阶段，教师要对学生进行及时辅导，并介绍些工程实际当中被应用而书本上没有的常识性知识，帮助学生尽量少走弯路，但也要防止学生过于依赖老师。
3.项目实现
项目实现阶段学生主要完成系统硬件的组装，接线及程序调试工作。由于工作种类包含机械、电气、软件、调试等多个方面，除需组长整体负责外，还需要学生在组内进行分工合作，特别注意操作上的细节。具体来说，机械方面包括输送带的张紧、电机的定位、传感器的安装等；电气方面包括线缆的制作、接线端子的连接、传感器的调试等；软件方面包括I/O点的规划、传感器与驱动间的互锁/联锁关系、计数器/定时器的设置等；另外学生还需锻炼使用常用机械、电气方面的工具。该阶段使学生充分体会在共同目标的指导下，相互帮助、共同学习的团队合作模式，从而提高自身表达及交流能力。学生在实践中学习知识，从实践中感受学习的乐趣。同时，由于很多实际操作内容在教材中没有涉及，教师还需及时对学生进行操作指导，帮助学生养成良好的工作习惯。
4.项目运行
项目运行阶段主要进行成果的展示及验收考核。各组学生将通过现场操作及PPT汇报的形式展示所设计的物料自动分拣系统（如图1所示），并对各自工作进行总结，指出实践对课程知识的掌握的作用。通过学生自评、互评以及教师总结评论，对所取得成绩进行肯定，同时指出项目实施过程中存在的不足，以促进学生的进一步提高。
五、结束语
将基于CDIO工程教育模式引入实践教学，针对机电专业特色及培养目标，设置物料自动分拣系统这一包含多门课程的综合性项目，在接近工程环境的试验平台上，让学生在规定的时间内，通过协同合作共同完成设备的组装和调试。通过完成项目，学生不仅提高了动手能力，在理论和实践的结合过程中掌握了专业知识，更重要的是对所学专业在机电产品创新设计中的重要作用有了更加深入的认识，专业能力和工程能力得到大幅度提升，增强了自学和解决问题以及团队工作和沟通的能力，为将来参与工程建设奠定了良好的基础。
[ 注 释 ]
[1] 潘雍，傅明星，于晨.机械电子工程综述[J].机电工程，2014（31）：553-558.
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浅析分拣控制与管理系统 篇12
随着社会的不断进步, 市场竞争的日趋激烈, 各个生产企业都迫切地需要改进生产技术, 提高生产效率, 尤其在需要进行材料分拣的企业, 以往一直采用人工分拣的方法, 致使生产效率低, 生产成本高, 企业的竞争能力差, 材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题, 本文利用PLC技术设计了材料自动分拣系统, 并基于物料分拣装置模型对系统进行了实验, 在材料分拣过程中取得了良好的控制效果。
串行通信格式设定:
当一台计算机通过RS232C口与一台S7-200 PLC的RS232C口通信时, 要对S7-200 PLC的系统寄存器No.412~No.418进行初始化设置。设定参数格式与系统寄存器内容的关系如表1所示。
该自动分拣系统通电后, 可编程序控制器 (PLC) 首先启动输送带, 下料传感器检测料槽有无工件, 若无工件, 输送带电机则空运转一个周期后自动停止;当有工件时, 输送带将工件运送到传感器上, 由传感器将信号传送给PLC。PLC控制系统根据工件的实际颜色及系统预先的设定值, 判断工件的出料位置, 控制气动阀动作将工件分送到不同的出料口, 从而完成分拣任务。
2 分拣控制管理系统的硬件设计
S7—200是西门子公司的一款功能强大的小型PLC, CPU单元采用CPU 226, 其本身带有24个输入点和16个输出点, 带有6路的高速计数器, 配置灵活, 能够满足本系统的控制要求。
2.1 PC与PLC的硬件连线
本系统数字量输入共计16个点, 数字量输出共计6个点, 根据控制对象及PLC点数分配I/O地址。RS-232C已成为数据终端DTE与计算机和数据通信设备DCE的接口表准。S7-200系列PLC的编程口物理层为RS-485结构。在现场应用中, 当需要PLC与上位机通讯时, 较多的使用自定义协议与上位机通讯。因此PC机与西门子系列PLC不能直接连接, 要通过一条PC/PPI电缆进行RS232/RS485的变换。
2.2 PC机与PLC连线图
在程序中使用了高速计数对光电编码器进行计数, 因此I0.1被占用。在编制程序时要首先用指令向导对高速器进行设定。分拣系统接口起始有效电平的测试:按表接线运行PLC程序, 在状态监测表中输入要测试的接口, 观察其高低电平即可。
2.3 下位机工作原理
系统的硬件结构框图如所示, 其工作过程是开启电源步进电机运行并驱动传输带下料传感器检测下料槽内是否有物料。若无物料延时后自动停止并等待上料。当下料槽内有物料时, 系统自动运行。
2.4 传感器位置设置及接口分配与连线
各传感器依次分别为, 电感传感器, 检测铁质物块;电容传感器, 检测金属物块;颜色传感器, 检测出黄色物料。备用传感器可选用颜色传感器或物体检测传感器。当铁质物块经过第一传感器时被分拣出, 铝质物块经过第二传感器时被分拣出, 非金属物块中的黄色在过第三个传感器时被分拣出。不同的在过第四传感器时分拣出。传感器被固定在网孔板上, 可根据需要重新安装。
3 分拣控制管理系统的软件设计
3.1 VB控制画面编辑与实现
VB是微软公司推出的一种可视化、面向对象和采用事件驱动的结构化高级程序设计语言, 是编程效率较高的一种编程语言, 简单易学、容易掌握。本部分主要是界面设计, 首先是系统的主窗体, 然后才是实现各种功能的子窗体。
3.2 MDI的设计
编辑菜单, 可以设置三个子菜单, 分别是运行监控、产品管理和用户管理。在产品管理子菜单分别是添加记录、手动查看和产品管理;用户管理子菜单下分别是增加用户、修改密码和退出系统。
3.3 PLC通讯及控制程序的设计
本部分设计的主要内容是实现PLC与PC的自由口通信和流水线的运行控制。
3.4 MSComm通信控件
本文采用VB6.0作为开发工具进行上位机通信程序的设计。MSComm控件的主要属性Pj:Comm Port:设定通信连接端口号。MSComm控件为应用程序提供了完备的数据收发功能, 它既可以查询方式也可以事件驱动方式来完成串行通讯。
3.5 PLC控制程序设计
流水线的控制包括传送带电机的启动与停止;传感器信号检测;气缸动作及动作限位;脉冲记数等。当PLC处于运行 (RUN) 状态时, 接收上位机PC指令启动或暂停电机的运行;Q1.0启动电机, Q1.1使电机停止, 当Q1.1置位时Q1.0复位。
3.6 数据库设计
启动Access建立“产品分拣管理系统”数据库。使用设计器创建表建立“产品分拣记录”表, 根据设计任务需求可知, 待分拣的物料种类是有限的, 因此将物料种类作为字段, 分铁质、金属、黄色和其他共四种, 另外还有分拣总量、分拣日期和备注三个字段, 其中日期作为关键字段, 数据格式为日期型, 其余为文本型数据。本数据库以“日”为记录单位, 每天记录一条分拣数量, 如果需要可以改为每日的上下午或每小时等为记录单位。创建“用户信息”表, 字段为用户ID、用户姓名和用户密码, 用户ID为关键字段, 数据格式为自动编号, 其余为文本型数据。数据库中“产品分拣记录”表设计视图如图5所示。
4 结论和经济效益分析
本文介绍了物料自动分拣系统中PLC与上位机的串行通信设计。由于实现了PLC与计算机的通信, 可方便地实现对PLC的监控, 大大提高了系统的自动化程度, 物料分拣系统运行稳定、精度高。
需要对相关知识有充分的了解, 如VB6.0程序设计方法, S7-200PLC程序控制特点, 自由口通信方式、数据开发访问等。只有掌握了这些知识才能根据设计要求快速地设计出控制程序, 达到设计要求。
整个设计的性能良好有很高的使用价值, 有VB自己开发监控软件比购买组态王工程软件有实惠很多。
本文设计的基于PLC的产品分拣控制管理系统, 监控界面友好、分检精度高、实时运行显示直观迅速、操作简单、设计成本较低。上位机采用普通的PC机, PC机有良好的操作监控、数据处理和连接功能, 其最大的优点是近乎无限制的存储器容量使其能进行大量的数据处理, 基于PC的自动化控制解决方案将不仅仅是使系统性能变得更为可靠, 还可以节省硬件和敷设电缆的大量费用。PLC选用的是S7-200PLC, 这是目前市场上适合中小控制系统的性价比很高的一种, 在自动化领域有广泛的应用, 由PLC控制的自动分拣系统在产品分拣中有极高的效率, 其优点有:能连续、大批量的分拣货物;分拣误差率极低;分拣作业基本实行无人化等, 在制造业企业中使用时可减少人员的使用, 减轻人员的劳动强度, 提高人员的使用效率, 能最大限度的减少人员的使用, 基本做到无人化。
软件采用了Visual Basi语言编写, 是一种可视化、面向对象的结构化语言, 编程效率高、功能强大、性能可靠, 用它编写的监控界面直观友好, 便于操作人员操作。整个系统的应用不仅可以提高生产效率和分拣精确度, 而且能节省大量的人员, 使操作员脱离现场。如果投入生产使用具有较大的商业价值和社会效益。
摘要：本文介绍的是将控制器应用于物品分拣系统的自动控制中, 采用的西门子S7-200型PLC与上位机之间串行通信程序的设计与实施, 给出了部分基于visual basic 6.0编写的串行通信程序, 同人工分拣相比具有精度高、速度快、工作不受环境和时问限制、控制简单等优点。数据处理信息放在ACCESS数据库中。可编程序控制器控制具有编程简单、工作可靠、使用方便等特点, 在工业自动化控制领域应用广泛。PLC和PC机相结合的控制方式, 使设备电控系统简洁紧凑, 软件和硬件模块易于修改、维护, 并具有高可靠性。文中对软件部分包括PLC控制程序和上位机监控界面予以详细介绍。